Manipolare con la luce i bit quantistici

La possibilità di manipolare con raggi di luce sia elettroni confinati in nanostrutture a semiconduttore apre nuove prospettive di applicazione di tecniche ottiche nell'informazione quantistica. Lo spin di un elettrone - quella proprietà intrinseca dell'elettrone che obbedisce alle leggi della fisica quantistica - è infatti poco influenzabile dal mondo esterno e, in linea di principio, potrebbe mantenere il proprio valore per un tempo molto lungo, rivelandosi candidato ideale come bit di un computer quantistico. Tuttavia, proprio a causa di questa sua «imperturbabilità», è difficile controllarlo. L'Istituto di Nanoscienze del CNR, insieme al Centro S3-Istituto di Nanoscienze di Modena e alla Columbia University, ha dimostrato che si può manipolare un numero molto piccolo di elettroni confinati in una nanostruttura a semiconduttore, utilizzando fasci di luce laser visibili, e modificare in modo controllato il valore dello spin, aprendo così la strada a una nuova metodologia ottica con potenziali ricadute sulla tecnologia dell'informazione. I ricercatori, partiti da un cristallo purissimo di Arseniuro di Gallio e tramite processi chimico-fisici, hanno ottenuto una matrice composta da minuscole regioni di spazio, i punti quantici, larghi pochi nanometri (miliardesimi di metro). Dopo aver illuminato il materiale con luce laser, hanno captato e identificato la debole luce degli elettroni che hanno mutato il valore dello spin. Con un secondo fascio laser ad una frequenza opportuna, hanno modificato il numero di elettroni confinati nel punto quantico con la precisione del singolo elettrone.

Authors: S. Kalliakos, V. Pellegrini et al.

Title: Optical Control of Energy Level Structure of Few Electrons in AlGaAs/GaAs Quantum Dots

Journal: Nanoletters

Year: 2008

References: 8 (2008), p. 577